目录
一、防火墙的认识
1.防火墙定义
2.防火墙分类
二、Linux系统防火墙
1.Netfilter
2.防火墙工具介绍
2.1iptables
2.2firewalld
2.3nftables
2.4netfilter的五个勾子函数和报文流向
2.4.1五个勾子
2.4.2三种报文流向
3.1iptables概述
3.2iptables和netfilter
3.3包过滤的工作层次
4.iptables的表、链结构——四表五链（实际为五表五链）
4.1规则表
4.1.1规则表内容
4.2规则链
4.2.1规则链内容
5.实际操作
5.1前提准备工作
5.2基本语法
5.3数据包的常见控制类型
5.4管理选项
5.4.1-A 添加新的防火墙规则
5.4.2查看防火墙规则
5.4.3删除清空替换规则
清空规则
删除规则 -D
替换规则
5.4.4设置默认策略
白名单
5.5语法总结
6.通用匹配
6.1不允许另一台主机通过icmp协议来ping本机
7.模块
7.1隐含扩展
7.1.1实验 控制目的主机 不想让其访问本机的httpd服务
192.168.241.11主机操作
192.168.241.22主机操作
7.1.2如何实现主机1可以ping主机2，但是主机2无法ping主机1
7.2显式扩展
7.2.1multiport扩展
举例——主机1拒绝主机2的远程登录和访问页面服务
7.2.2iprange扩展
举例——指明具体主机不可以访问本机
7.2.3mac地址
7.2.4string字符串
举例——如果想拒绝主机2来访问本机的地址
引言
安全技术
- 入侵检测系统（Intrusion Detection Systems）：特点是不阻断任何网络访问，量化、定位来自内外网络的威胁情况，主要以提供报警和事后监督为主，提供有针对性的指导措施和安全决策依据,类 似于监控系统一般采用旁路部署（默默的看着你）方式。
- 入侵防御系统（Intrusion Prevention System）：以透明模式工作，分析数据包的内容如：溢出攻击、拒绝服务攻击、木马、蠕虫、系统漏洞等进行准确的分析判断，在判定为攻击行为后立即予以 阻断，主动而有效的保护网络的安全，一般采用在线部署方式。（必经之路）
- 防火墙（ FireWall ）：隔离功能，工作在网络或主机边缘，对进出网络或主机的数据包基于一定的规则检查，并在匹配某规则时由规则定义的行为进行处理的一组功能的组件，基本上的实现都是默 认情况下关闭所有的通过型访问，只开放允许访问的策略,会将希望外网访问的主机放在DMZ (demilitarized zone)网络中.
广泛意义上的防水墙：防水墙（Waterwall），与防火墙相对，是一种防止内部信息泄漏的安全产品。 网络、外设接口、存储介质和打印机构成信息泄漏的全部途径。防水墙针对这四种泄密途径，在事前、事 中、事后进行全面防护。其与防病毒产品、外部安全产品一起构成完整的网络安全体系。
隔离功能，工作在网络或主机边缘，对进出网络或主机的数据包基于一定的规则检查，并在匹配某规则时由规则定义的行为进行处理的一组功能的组件，基本上的实现都是默 认情况下关闭所有的通过型访问，只开放允许访问的策略,会将希望外网访问的主机放在DMZ (demilitarized zone)网络中。
简单理解为是筛选和过滤流量，对需要的流量进行放行，对不需要或者有威胁的流量进行拒绝
按保护范围划分：
- 主机防火墙：服务范围为当前一台主机
- 网络防火墙：服务范围为防火墙一侧的局域网
按实现方式划分:
- 硬件防火墙：在专用硬件级别实现部分功能的防火墙；另一个部分功能基于软件实现，如：华为， 山石hillstone,天融信，启明星辰，绿盟，深信服, PaloAlto , fortinet, Cisco, Checkpoint， NetScreen(Juniper2004年40亿美元收购)等
- 软件防火墙：运行于通用硬件平台之上的防火墙的应用软件，Windows 防火墙 ISA --> Forefront
按网络协议划分：
- 网络层防火墙：OSI模型下四层，又称为包过滤防火墙（协议端口号 ip mac）
- 应用层防火墙/代理服务器：proxy 代理网关，OSI模型七层
防火墙是一个解包和重新装包的过程
包过滤防火墙
网络层对数据包进行选择，选择的依据是系统内设置的过滤逻辑，被称为访问控制列表（ACL），通过检查数据流中每个数据的源地址，目的地址，所用端口号和协议状态等因素，或他们的组合来确定是否 允许该数据包通过
- 优点：对用户来说透明，处理速度快且易于维护
- 缺点：无法检查应用层数据，如病毒等
应用层防火墙
应用层防火墙/代理服务型防火墙，也称为代理服务器（Proxy Server)
将所有跨越防火墙的网络通信链路分为两段
内外网用户的访问都是通过代理服务器上的“链接”来实现优点：在应用层对数据进行检查，比较安全
- 缺点：增加防火墙的负载
- 提示：现实生产环境中所使用的防火墙一般都是二者结合体，即先检查网络数据，通过之后再送到应用 层去检查
Linux防火墙是由Netfilter组件提供的，Netfilter工作在内核空间，集成在linux内核中
Netfilter 是Linux 2.4.x之后新一代的Linux防火墙机制，是linux内核的一个子系统。Netfilter采用模块化设计，具有良好的可扩充性，提供扩展各种网络服务的结构化底层框架。Netfilter与IP协议栈是无缝契合，并允许对数据报进行过滤、地址转换、处理等操作
Netfilter官网文档：https://netfilter.org/documentation/
2.1iptables
由软件包iptables提供的命令行工具，工作在用户空间，用来编写规则，写好的规则被送往netfilter，告诉内核如何去处理信息包
2.2firewalld
从CentOS 7 版开始引入了新的前端管理工具
软件包：
- firewalld
- firewalld-config
管理工具：
- firewall-cmd 命令行工具
- firewall-config 图形工作
2.3nftables
- 此软件是CentOS 8 新特性,Nftables最初在法国巴黎的Netfilter Workshop 2008上发表，然后由长期的netfilter核心团队成员和项目负责人Patrick McHardy于2009年3月发布。它在2013年末合并到Linux内核中，自2014年以来已在内核3.13中可用。
- 它重用了netfilter框架的许多部分，例如连接跟踪和NAT功能。它还保留了命名法和基本iptables设计的几个部分，例如表，链和规则。就像iptables一样，表充当链的容器，并且链包含单独的规则，这些规则可以执行操作，例如丢弃数据包，移至下一个规则或跳至新链。从用户的角度来看，nftables添加了一个名为nft的新工具，该工具替代了iptables，arptables和ebtables中的所有其他工具。从体系结构的角度来看，它还替换了内核中处理数据包过滤规则集运行时评估的那些部分。
2.4netfilter的五个勾子函数和报文流向
2.4.1五个勾子
- Netfilter在内核中选取五个位置放了五个hook(勾子) function(INPUT、OUTPUT、FORWARD、PREROUTING、POSTROUTING)，而这五个hook function向用户开放，用户可以通过一个命令工具（iptables）向其写入规则。
- 由信息过滤表（table）组成，包含控制IP包处理的规则集（rules），规则被分组放在链（chain）上
- 提示：从 Linux kernel 4.2 版以后，Netfilter 在prerouting 前加了一个 ingress 勾子函数。可以使用这个新的入口挂钩来过滤来自第2层的流量，这个新挂钩比预路由要早，基本上是 tc 命令（流量控制工具）的替代品。
链chain：
内置链：每个内置链对应于一个勾子函数
自定义链：用于对内置链进行扩展或补充，可实现更灵活的规则组织管理机制；只有Hook勾子可以调用，用自定义链使才生效。
2.4.2三种报文流向
内核中数据包传输过程
- 当一个数据包进入网卡时，数据包首先进入PREROUTING链，内核根据数据包目的IP判断是否需要 转送出去
- 如果数据包是进入本机的，数据包就会沿着图向上移动，到达INPUT链。数据包到达INPUT链后， 任何进程都会收到它。本机上运行的程序可以发送数据包，这些数据包经过OUTPUT链，然后到达postrouting
- 如果数据包是要转发出去的，且内核允许转发，数据包就会向右移动，经过FORWARD链，然后到达POSTROUTING链输出
三种报文流向
- 流入本机：PREROUTING --> INPUT-->用户空间进程(访问我的服务)
- 流出本机：用户空间进程 -->OUTPUT--> POSTROUTING（穿过我）
- 转发：PREROUTING --> FORWARD --> POSTROUTING（分摊流量）
用户空间进程：例如，用户通过http协议来访问我的80端口，实际上访问我的httpd服务
3.iptables
3.1iptables概述
Linux 的防火墙体系主要工作在网络层，针对 TCP/IP 数据包实施过滤和限制，属于典型的包过滤防火墙（或称为网络层防火墙）。Linux 系统的防火墙体系基于内核编码实现， 具有非常稳定的性能和高效率，也因此获得广泛的应用。
3.2iptables和netfilter
netfilter/iptables：IP 信息包过滤系统，它实际上由两个组件 netfilter 和 iptables组成。 主要工作在网络层，针对IP数据包，体现在对包内的IP地址、端口等信息的处理。
netfilter：
- 位于Linux内核中的包过滤功能体系
- 称为Linux防火墙的“内核态”
属于“内核态”又称内核空间（kernel space）的防火墙功能体系。linux 好多东西都是内核态 用户态，那我们运维人员关注的是用户态， 内核我们关注不是很多，内核基本是我们开发人员关心的事情是内核的一部分，由一些信息包过滤表组成，这些表包含内核用来控制信息包过滤处理的规则集。
iptables :
- 位于/sbin/iptables，用来管理防火墙规则的工具
- 称为Linux防火墙的“用户态”
属于“用户态”(User Space， 又称为用户空间)的防火墙管理体系。是一种用来管理Linux防火墙的命令程序，它使插入、修改和删除数据包过滤表中的规则变得容易，通常位于/sbin/iptables目录下。 netfilter/iptables后期简称为iptables。iptables是基于内核的防火墙，其中内置了raw、mangle、 nat和filter四个规则表。表中所有规则配置后，立即生效，不需要重启服务。
3.3包过滤的工作层次
- 主要是网络层，针对IP数据包
- 体现在对包内的IP地址、端口等信息的处理上
4.1规则表
- 表的作用：容纳各种规则链
- 表的划分依据：防火墙规则的作用相似
4.1.1规则表内容
- raw表：确定是否对该数据包进行状态跟踪（关闭启用的连接跟踪机制，加快封包穿越防火墙速度）
- mangle表：为数据包设置标记（修改数据标记位规则表）
- nat（network address translation）表：修改数据包中的源、目标IP地址或端口
- filter：确定是否放行该数据包（过滤规则表根据定义的规则过滤符合条件的数据包，默认表）
- security：用于强制访问控制（MAC）网络规则，由Linux安全模块（如SElinux）实现
总结：
raw 跟踪数据包；mangle 标记数据包；nat 地址转换（公网私网地址转换）；filter 地址过滤（允许/拒绝）
security > raw > mangle > nat >filter
4.2规则链
- 规则的作用：对数据包进行过滤或处理
- 链的作用：容纳各种防火墙规则
- 链的分类依据：处理数据包的不同时机
4.2.1规则链内容
- INPUT：处理入站数据包
- OUTPUT：处理出站数据包
- FORWARD：处理转发数据包
- POSTROUTING：在进行路由选择后处理数据包
- PREROUTING：在进行路由选择前处理数据包
总结：
INPUT 入站数据；OUTPUT 出站数据；FORWARD 转发数据；POSTROUTING 路由选择后；PREROUTING 路由选择前
iptables由五个表table和五个链chain以及一些规则组成
raw：主要用来决定是否对数据包进行状态跟踪 包含两个规则链，OUTPUT、PREROUTING
mangle : 修改数据包内容，用来做流量整形的，给数据包设置标记。包含五个规则链，INPUT、 OUTPUT、 FORWARD、 PREROUTING、 POSTROUTING
nat：负责网络地址转换，用来修改数据包中的源、目标IP地址或端口。包含三个规则链，OUTPUT、PREROUTING、POSTROUTING。
filter：负责过滤数据包，确定是否放行该数据包(过滤)。包含三个链，即PREROUTING、POSTROUTING、OUTPUT
注：在iptables 的四个规则表中，mangle 表 和raw表的应用相对较少
INPUT: 处理入站数据包，匹配目标IP为本机的数据包。
- OUTPUT: 处理出站数据包，一般不在此链上做配置。
- FORWARD: 处理转发数据包，匹配流经本机的数据包。
- PREROUTING链: 在进行路由选择前处理数据包，用来修改目的地址，用来做DNAT。相当于把内网服务器的IP和端口映射到路由器的外网IP和端口上。
- POSTROUTING链: 在进行路由选择后处理数据包，用来修改源地址，用来做SNAT。相当于内网通过路由器NAT转换功能实现内网主机通过一个公网IP地址上网。
CentOS7默认使用firewalld防火墙，没有安装iptables,若想使用iptables防火墙。必须先关闭firewalld防火墙，再安装iptables
5.1前提准备工作
5.2基本语法
iptables [ -t 表名 ] 管理选项 [ 链名 ] [ 匹配条件 ] [ -j 控制类型 ]
其中，表名、链名用来指定 iptables 命令所操作的表和链，未指定表名时将默认使用 filter 表；
- 管理选项:表示iptables规则的操作方式，如插入、增加、删除、查看等；
- 匹配条件:用来指定要处理的数据包的特征，不符合指定条件的数据包将不会处理；
- 控制类型指的是数据包的处理方式，如允许、拒绝、丢弃等。
注意事项：
- 不指定表名时，默认指filter表
- 不指定链名时，默认指表内的所有链
- 除非设置链的默认策略，否则必须指定匹配条件
- 选项、链名、控制类型使用大写字母，其余均为小写
iptables 指定表（-t filter/-t nat） 如何在链中插入规则 指定链（-A INPUT）条件/规则（-s 192.168.0.1 -j DROP）
- -t filter 指定表；默认是filter
- A append 附加 在末尾追加
- I 插队 I 2表示第二条规则；I默认排在第一条
- -s 规则
- -j 跳转
5.3数据包的常见控制类型
对于防火墙，数据包的控制类型非常关键，直接关系到数据包的放行、封堵及做相应的日志记录等。在 iptables 防火墙体系中，最常用的几种控制类型如下
防火墙规则的“匹配即停止”对于 LOG 操作来说是一个特例，因为 LOG 只是一种辅助 动作，并没有真正处理数据包。；
控制类型必须使用大写！！！
5.4管理选项
5.4.1-A 添加新的防火墙规则
清空防火墙规则
当前无任何防火墙规则
当前192.168.241.22主机还可以ping通192.168.241.11主机
添加一条防火墙规则，不允许任何主机通过icmp协议ping本机
此时，无法通过icmp协议通过ping来检测与192.168.241.11主机的网络连通性
5.4.2查看防火墙规则
查看已有的防火墙规则时，使用管理选项“-L”，结合“--line-numbers”选项还可显示各条规则在链内的顺序号。例如，若要查看 filter 表 INPUT 链中的所有规则，并显示规则序号， 可以执行以下操作
-v详细信息；-t查看nat表；-n规则数字化显示
5.4.3删除清空替换规则
清空规则
清空指定链或表中的所有防火墙规则，使用管理选项“-F”。例如，若要清空 filter 表 INPUT
删除规则 -D
替换规则
注意：
- 若规则列表中有多条相同的规则时，按内容匹配只删除的序号最小的一条
- 按号码匹配删除时，确保规则号码小于等于已有规则数，否则报错
- 按内容匹配删数时，确保规则存在，否则报错
5.4.4设置默认策略
iptables 的各条链中，默认策略是规则匹配的最后一个环节——当找不到任何一条能够匹配数据包的规则时，则执行默认策略。默认策略的控制类型为 ACCEPT（允许）、DROP（丢弃）两种。例如，执行以下操作可以将 filter 表中 FORWARD 链的默认策略设为丢弃， OUTPUT 链的默认策略设为允许。
iptables [-t表名] -P <链名> <控制类型>
设置只有192.168.241.11的主机可以接受登录
如果输入该命令，则拒绝所有192.168.241.0网段的主机连接
会生成如下情况
解决办法，进入真机查看防火墙规则
在真机插入一条防火墙规则，置于拒绝规则之前
插播 如果一直删除第三条规则，最后只会留下两条规则
Xshell是通过真机来使用的，所以要把本机的ip添加进去，使得真机被接受通过
Xshell连接成功
需要注意的是，当使用管理选项“-F”清空链时，默认策略不受影响。因此若要修改默认 策略，必须通过管理选项“-P”重新进行设置。另外，默认策略并不参与链内规则的顺序编排， 因此在其他规则之前或之后设置并无区别。
白名单
-P设置默认规则为DROP 拒绝之后 会拒绝所有连接
如果在生产环境中建议使用这个白名单，白名单要放在所有规则之后；
如果想设置白名单，默认拒绝所有之前，先把自己加进来
先设置自己的地址进来，接收真机的地址
然后设置白名单 所有的流量都拒绝 此时看到不会影响Xshell的连接
默认白名单
5.5语法总结
-A
-D
-I
-R
-L
-F
-Z
-N
-X
-P
INPUT
FORWARD
OUTPUT
PREROUTING
POSTROUTING
-p
-s
-d
-i
-o
--sport
--dport
-j ACCEPT
-j DROP
-j REJECT
- 直接使用：不依赖于其他条件或扩展，包括网络协议、IP地址、网络接口等条件
- 协议匹配: -p协议名
- 地址匹配: -s 源地址、-d目的地址
- 接口匹配: -i入站网卡、-o出站网卡
6.1不允许另一台主机通过icmp协议来ping本机
准备工作，目前192.168.241.22可以通过icmp协议来ping通192.168.241.11
设置拒绝192.168.241.22主机通过icmp协议来ping本机
此时看到192.168.241.22主机无法通过icmp协议来ping192.168.241.11主机
但是通过ssh命令可以连接本机
.so结尾的均为模块，也就是说在使用配置防护墙规则的时候，调用的是.so结尾的配置文件
如果想禁用tco协议防火墙配置，那么必须要有tcp模块才可以使用限制功能
7.1隐含扩展
- iptables 在使用-p选项指明了特定的协议时，无需再用-m选项指明扩展模块的扩展机制，不需要手动加载扩展模块
- 要求以特定的协议匹配作为前提，包括端口、TCP标记、ICMP类型等条件。 端口匹配: --sport 源端口、--dport 目的端口（可以是个别端口、端口范围）
隐含扩展可以通过man iptables-extension查看扩展帮助
- --source-port，--source port[:port] 可为报文源端口，可为端口连续范围
- --destination-port，--dport port[:port] 匹配报文目标端口，可为连续范围
- --tcp-flags mask comp（mask 需检查的标志位列表，用","分隔；例如SYN ACK FIN RST等。comp 在mask列表中必须为1的标志位列表，无指定则必须为0，用“,”分隔tcp协议的扩展选项）
--tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST SYN 表示要检查的标志位为SYN,ACK,FIN,RST四个，其中SYN必须为1，余下的必须为0，第一次握手；
--tcp-flags SYN,ACK,FIN,RST SYN,ACK 第二次握手。——错误包
- --tcp-flags ALL ALL
- --tcp_flags ALL NONE
- --sport 1000 匹配源端口是1000的数据包
- --sport 1000:3000 匹配源端口是1000-3000的数据包
- --sport :3000 匹配源端口是3000及以下的数据包
- --sport 1000: 匹配源端口是1000及以上的数据包
注意: --sport和--dport 必须配合-p <协议类型>使用
（dport目的；sport源目的）
7.1.1实验 控制目的主机 不想让其访问本机的httpd服务
192.168.241.11主机操作
192.168.241.22主机操作
如果想设置拒绝22-80所有端口
7.1.2如何实现主机1可以ping主机2，但是主机2无法ping主机1
实验开始前，双方可以互相ping
添加规则之后，双方不能互相ping
通过控制INPUT icmp协议 拒绝192.168.241.22的8包
此时主机1可以ping通主机2 主机2ping不通主机1
如果再修改OUTPUT 拒绝192.168.241.22的0包
也是可以使主机2无法向主机1回包
7.2显式扩展
显示扩展即必须使用-m选项指明要调用的扩展模块名称，需要手动加载扩展模块
7.2.1multiport扩展
以离散方式定义多端口匹配，最多指定15个端口
举例——主机1拒绝主机2的远程登录和访问页面服务
主机2目前可以连接主机1
还可以访问主机1的httpd服务
此时，如果给主机1添加一条规则，把来源于主机2的22和80端口拒绝访问
此时，主机2就无法访问主机1的httpd服务，也不可以远程登录主机1
7.2.2iprange扩展
指明连续的（但一般不是整个网络）ip地址范围
举例——指明具体主机不可以访问本机
目前，主机2和主机3均可以通过icmp协议通过ping来检测与主机1的网络连通性
如果给主机1设置一条拒绝主机2和主机3地址的防火墙规则
此时发现，主机2和主机3无法通过icmp协议通过ping来检测与主机1的网络连通性
7.2.3mac地址
mac 模块可以指明源MAC地址,，适用于：PREROUTING, FORWARD，INPUT chains
7.2.4string字符串
对报文中的应用层数据做字符串模式匹配检测
举例——如果想拒绝主机2来访问本机的地址
主机1操作
主机2操作
以上操作主机2还可以访问主机1的网页服务
如果想使主机2不能访问主机1的页面服务
主机1操作——新增一条防火墙规则
主机2操作